專利名稱：改變以非順次幀結構格式記錄的視頻顯現(xiàn)的重放速度的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的方案一般地涉及向在盤媒介上記錄的節(jié)目提供先進的操作特征的方法和裝置，所述盤媒介諸如數(shù)字視頻盤、硬盤和磁光盤。
背景技術：
雖然特技模式使用戶能在不同的速度下觀看被記錄的視頻，但視頻并不總是由這一處理所改變。如果在以后顯示該視頻，則用戶必須啟動另一個特技模式以便以不同速度觀看視頻。但是，重要的是，許多用戶可能希望一旦視頻已經(jīng)被記錄在盤上、通過修改這個視頻來永久地改變視頻的特定部分的重放速度。這樣的處理可以允許在重放期間的速度變化而不用用戶調(diào)用特技模式命令。不幸的是，存在幾大障礙，它們使得以這樣的方式來編輯被記錄的視頻不可行。
例如，在諸如磁帶的媒介和諸如DVD的光盤媒介的情況下，期望在介質(zhì)上以連接的方式記錄節(jié)目數(shù)據(jù)，以便避免在節(jié)目顯現(xiàn)中的中斷。但是，一般由原始記錄的視頻占用的空間不是足夠大到可以存儲必須被重復以產(chǎn)生諸如慢動作重放的特定特技效果的圖像。這使得難于在與原始數(shù)據(jù)相同的物理位置存儲修改的視頻段。除了空間上的限制之外，在盤或其他媒介上重復圖像會干擾視頻的傳統(tǒng)圖像結構，這會使得在重放期間的視頻的顯示質(zhì)量變差。
但是，修改被記錄的視頻以產(chǎn)生快進的重放不受妨礙慢動作編輯的空間限制的影響。這是因為快進編輯只從被記錄的視頻中刪除圖像。盡管如此，與慢動作修改類似，創(chuàng)建快進視頻也負面地影響視頻的傳統(tǒng)圖像結構。
在以非順次掃描格式記錄的視頻上執(zhí)行特技模式，尤其是當記錄運動物體時，也會帶來另一個問題。非順次幀不是被順次地掃描，而實際上是合并在一起產(chǎn)生幀的兩個隔行掃描場。每個隔行掃描場包括一般在完整幀中包括的圖像信息的大致一半。但是，這些隔行掃描場在時間上不同，并且運動物體將出現(xiàn)在每個場中的不同位置。因此，如果所述場被組合以形成非順次的幀，則運動物體將顯示為被拉伸。
在多種高性能電視機中，來自非順次幀的場被分離和解交織以形成兩個完成的幀。因而，運動物體將出現(xiàn)在新產(chǎn)生的幀中的不同位置中，在特技模式重放期間，從解交織處理創(chuàng)建的幀一般被交替重復和顯示。這可以引起在顯示器中的運動物體從一個位置向另一個位置跳動或擺動，導致不期望的人為效果。
因此，所需要的是這樣一種器件，它可以改變在非順次掃描格式下記錄的視頻的重放速度，還可以克服與這樣記錄的視頻相關聯(lián)的空間和結構限制。而且，這樣的器件必須在特技模式重放期間避免與這種類型的記錄的視頻相關聯(lián)的不期望的擺動效果。

發(fā)明內(nèi)容
在可重寫的存儲介質(zhì)中，本發(fā)明包括一種用于改變所選擇的視頻段的重放速度的方法，所述視頻段具有非順次的幀結構，它已經(jīng)被記錄在存儲介質(zhì)的一部分上。在一種方案中，本發(fā)明包括步驟關于改變的重放速度來修改所選擇的視頻段；在介質(zhì)的一部分上專門地記錄被修改的視頻段。本發(fā)明也可以包括步驟在所選擇的視頻段中刪除多個非視頻包以便降低在修改的視頻段中包括的數(shù)據(jù)量。而且。本發(fā)明也可以包括步驟降低在被修改的視頻段中包括的至少一個幀的分辨率，并且在記錄步驟期間，降低被修改的視頻段的比特率。
在本發(fā)明的一個方案中，視頻段可以包括內(nèi)部和非內(nèi)部幀，并且修改可以包括步驟解碼內(nèi)部和非內(nèi)部幀；將所述內(nèi)部和非內(nèi)部幀重新編碼為它們的相關聯(lián)的場圖像；向所選擇的視頻段中插入由偽圖像和重復場圖像組成的組中的至少一個。另外，被插入到所選擇的視頻段中的偽場圖像和重復場圖像的數(shù)量是基于所述被改變的重放速度的。而且，本發(fā)明可以包括步驟選擇性地解碼和重新編碼用于傳統(tǒng)的放置偽場圖像、重復場圖像和相關聯(lián)的場圖像的被修改的視頻段。
在上述方法的另一種方案中，視頻段可以包括內(nèi)部和非內(nèi)部幀，并且修改可以包括步驟從由所述內(nèi)部和非內(nèi)部幀組成的組中去除至少一個幀?；蛘撸曨l段可以包括內(nèi)部和非內(nèi)部幀，并且修改可以包括步驟解碼內(nèi)部和非內(nèi)部幀；并且從所述內(nèi)部和非內(nèi)部幀的至少一個去除至少一個場圖像。
在另一個方案中，本發(fā)明包括一種用于改變所選擇的視頻段的重放速度的系統(tǒng)，所述視頻段記錄在可重寫的存儲介質(zhì)上，并具有非順次幀結構。上述系統(tǒng)包括存儲介質(zhì)電路，用于選擇性地讀取已經(jīng)被記錄在可重寫存儲介質(zhì)的一部分上的視頻段；視頻處理器，用于關于改變的重放速度來修改所述選擇的視頻段；視頻記錄電路，用于在存儲介質(zhì)的所述部分上專門地記錄被修改的視頻段。所述系統(tǒng)也包括用于實現(xiàn)上述的方法的適當軟件和電路。


圖1是按照在此的本發(fā)明的方案的、可以改變以非順次幀結構格式記錄的視頻的重放速度的可重寫DVD器件的方框圖。
圖2圖解了可重寫DVD盤的數(shù)據(jù)結構。
圖3A是圖解改變以非順次幀結構格式記錄的視頻顯現(xiàn)的重放速度從而產(chǎn)生慢動作重放的操作的流程圖。
圖3B-3G演示了被應用到一個傳統(tǒng)的GOP以產(chǎn)生一半的重放速度的、圖3A的編輯處理。
圖4A是圖解改變以非順次幀結構格式記錄的視頻顯現(xiàn)的重放速度從而產(chǎn)生快動作重放的操作的流程圖。
圖4B-4F演示了被應用到兩個傳統(tǒng)的GOP以產(chǎn)生雙倍重放速度的、圖4A的編輯處理。
圖5A是圖解圖4A的操作的替換方案的流程圖，所述方案用于改變以非順次幀結構格式記錄的視頻顯現(xiàn)的重放速度以產(chǎn)生快動作重放。
圖5B-5E演示了被應用到兩個傳統(tǒng)的GOP以產(chǎn)生雙倍重放速度的、圖5A的編輯處理。
具體實施例方式
圖1以方框圖形式示出了按照本發(fā)明的方案的、用于實現(xiàn)各種先進的操作特征的器件100。在所圖解的實施例中，可重寫盤介質(zhì)被體現(xiàn)為可重寫DVD。在許多情況下，如下所述，可重寫盤介質(zhì)也可以是例如硬盤驅動器或磁光盤(MOD)。MOD的一個實例是微型盤。而且本發(fā)明也可以用于數(shù)字磁帶機中。事實上，本發(fā)明不限于任何特定的存儲介質(zhì)器件，因為它可以用在任何其他適當?shù)拇鎯橘|(zhì)器件中。
器件100能夠向存儲介質(zhì)上寫入或從存儲介質(zhì)讀取，在這個示例中，所述存儲介質(zhì)是可重寫DVD 102。雖然下面的討論主要涉及可重寫DVD，但是本發(fā)明不如此限定，因為也可以使用任何其他適當?shù)拇鎯橘|(zhì)。所述器件可以包括機械組件104、控制部分120、視頻/音頻輸入處理路徑140和視頻/音頻輸出處理路徑170。大部分的方框到不同部分或路徑的配置是不言而喻的，但是為了方便的目的配置了一些方框，并且對于理解器件的操作不是關鍵的。
機械組件104可以包括電機106，用于旋轉盤102；拾波組件108，它可以被適配為當盤102旋轉時在盤102上移動。拾波組件108上的激光可以向盤102上的螺旋軌道上燒點，并且可以照亮已被燒到軌道上的點，以用于記錄和重放視頻和/或音頻節(jié)目材料。為了理解本發(fā)明，是否盤102是一面可記錄的或兩面可記錄的，或在雙面記錄的情況下，是否雙面記錄或后續(xù)的從盤102的讀取發(fā)生在盤102的同一面或雙面是無關的。拾波組件108和電機106可以被伺服機構110控制。伺服機構110也可以接收從盤102的螺旋軌道讀取的數(shù)據(jù)的重放信號來作為第一輸入。所述重放信號也是糾錯電路130的一個輸入，糾錯電路130可以被當做控制部分或視頻/音頻輸出處理路徑170的一部分。
控制部分120可以包括控制中央處理單元(CPU)122和導航數(shù)據(jù)產(chǎn)生電路126?？刂艭PU 122可以向導航數(shù)據(jù)產(chǎn)生電路126提供第一輸入信號，伺服機構110可以向導航數(shù)據(jù)產(chǎn)生電路126提供第二輸入信號。伺服機構110也可以被當做控制部分120的一部分。導航數(shù)據(jù)產(chǎn)生電路126可以向復用器(MUX)154提供第一輸入信號，MUX 154可以形成視頻/音頻輸入處理路徑140的一部分。
MUX 154的輸出可以是糾錯編碼電路128的一個輸入。糾錯編碼電路128的輸出可以是被提供到拾波組件108的可記錄輸入信號，它可以通過激光被“燒”到盤102的螺旋軌道上。
另外，控制和數(shù)據(jù)接口也可以被提供來允許CPU 122控制視頻編碼器144、視頻解碼器178和音頻解碼器182的操作?？梢栽诖鎯ζ髦刑峁┻m當?shù)能浖蚬碳碛糜谟煽刂艭PU 122執(zhí)行的傳統(tǒng)操作。而且，用于編輯被記錄的視頻特征134的程序例程被提供用于按照本發(fā)明的方案來控制CPU 122。
用于觀眾可激活的功能的控制緩沖器132可以指示當前可以獲得的那些功能，即播放、記錄、倒退、快進、慢放、跳躍、暫停/播放和停止。另外，編輯緩沖器136可以被提供用于接收用于實現(xiàn)被記錄的視頻編輯特征的命令。
輸出處理路徑170可以包括糾錯塊130、軌道緩沖器172、條件訪問電路174和解復用器176。軌道緩沖器172可以讀取和暫時存儲，以用于未來處理從盤102讀取的數(shù)據(jù)。這個數(shù)據(jù)可以被條件訪問電路174處理，它可以控制數(shù)據(jù)通過解復用器176的傳播，和向用于視頻和音頻處理的相應路徑的傳播。另外，輸出處理路徑170可以包括分組視頻編碼器178、TV編碼器180、音頻解碼器182和音頻數(shù)模轉換器(D/A)184。
視頻/音頻輸入處理路徑140可以是這樣的信號處理電路，用于將傳統(tǒng)的電視信號轉換為數(shù)字化的分組數(shù)據(jù)來用于由器件100進行數(shù)字記錄。輸入路徑140可以包括TV解碼器142和分組視頻編碼器144。另外，輸入處理路徑140可以包括音頻A/D(模數(shù)轉換器)146和音頻編碼器148。在正常的操作期間，數(shù)字化的信號可以在復用器150中被組合，并且可以隨后被存儲在記錄緩沖器152中，直到已經(jīng)構造了整個分組。當建立音頻和視頻數(shù)據(jù)分組的組時，它們可以在復用器154中與在導航數(shù)據(jù)產(chǎn)生電路126中產(chǎn)生的適當?shù)膶Ш椒纸M相組合。所述分組可以隨后被發(fā)送到糾錯編碼電路128。糾錯編碼電路128也可以看作輸入路徑140的一部分。
如果用戶希望編輯在盤102上存儲的視頻的一部分，則編輯緩沖器136可以向控制CPU 122發(fā)信號。在一種方案中，控制CPU 122可以向分組視頻編碼器178發(fā)信號以解碼從盤102上的特定位置讀取的視頻中包括的圖像，并且然后向分組視頻編碼器144發(fā)送包括解碼的圖像的視頻。如后所述，在一種替代方案中，在編輯處理期間，僅選定數(shù)量的這些圖像需要被解碼。在上述任何一種方案中，任何與圖像相關聯(lián)的音頻可以被向前發(fā)送到音頻解碼器182?？刂艭PU 122可以隨后指示音頻解碼器182來暫時存儲音頻。但是，為了創(chuàng)建額外的空間，在編輯處理期間，音頻一般不與視頻重新組合。而是，當在音頻解碼器182中的存儲緩沖器溢出時一般丟棄音頻。除了去除音頻分量之外，任何與被修改的視頻相關聯(lián)的子圖像信息可以被分離和防止與修改的視頻重新結合。
一旦在分組視頻編碼器14接收到包括解碼的圖像的視頻信號，則視頻編碼器14可以通過增加或刪除圖像來修改視頻信號。如下詳細所述，向視頻信號增加圖像可以建立慢動作視頻，從視頻刪除圖像可以產(chǎn)生快進的視頻。如果必要的話，則視頻編碼器144可以隨后重新編碼這些圖像，以便可以在盤102上放置修改的視頻。
一旦在分組視頻編碼器144接收到包括解碼的圖像的視頻信號，則視頻編碼器144可以通過增加或刪除圖像來修改視頻信號。如下面將要詳細描述的，向視頻信號增加圖像可以建立慢動作視頻，從視頻刪除圖像可以產(chǎn)生快進的視頻。如果需要，視頻編碼器144可以隨后重新編碼這些圖像，以便可以在盤102上放置修改的視頻。
在已經(jīng)重新編碼了在被編輯的視頻信號中的圖像之后，視頻信號可以僅僅通過復用器150傳播，因為音頻一般不與修改的視頻信號組合。被編輯的視頻隨后使用與正常視頻類似的方式被處理。即，被修改的視頻信號在復用器154中與導航數(shù)據(jù)組合，并且被糾錯編碼電路128糾錯。如后面將要描述的，被編輯的視頻信號可以隨后被記錄回盤102上的媒介原始位置。
值得注意的是，本發(fā)明可以用硬件、軟件或硬件和軟件的組合來實現(xiàn)。按照本發(fā)明的機器可讀的存儲器可以以集中的方式在諸如控制CPU 122的一個計算機系統(tǒng)中實現(xiàn)，或以分布的方式實現(xiàn)，在所述分布方式中，不同的元件被分布在幾個相互連接的計算機系統(tǒng)中。任何種類的計算機系統(tǒng)或其他被適配用于執(zhí)行在此所述的方法的裝置是可以接受的。
特別的，雖然在此說明的本發(fā)明考慮了圖1的控制CPU 122，但是典型的硬件和軟件的組合可以是具有計算機程序的通用計算機系統(tǒng)，所述計算機程序在被載入和被執(zhí)行時，控制計算機系統(tǒng)和與圖1的控制部分120類似的DVD記錄系統(tǒng)，以便它執(zhí)行在此所述的方法。本發(fā)明也可以被嵌入到計算機程序產(chǎn)品中，所述計算機程序產(chǎn)品包括使能實現(xiàn)在此所述的方法的所有特征，并且在它被裝入到計算機系統(tǒng)中時能夠執(zhí)行這些方法。
在本文中的計算機程序可以指一組指令以任何語言、代碼或符號的任何表達，所述指令意欲使得具有信息處理能力的系統(tǒng)直接或在下述之一或兩者之后執(zhí)行特定的功能(a)轉換為另一種語言、代碼或符號；(b)以不同的材料形式再現(xiàn)。在此所公開的本發(fā)明可以是被嵌入到計算機程序中的一種方法，所述程序可以由程序員使用商業(yè)可以獲得的開發(fā)工具來實現(xiàn)，所述開發(fā)工具用于與上述的控制CPU 122兼容的操作系統(tǒng)。
DVD數(shù)據(jù)結構圖2圖解了一般的DVD方案。但是，在所示的結構中的改變是可能的，本發(fā)明不意欲被限于所示出的特定實施例。如圖2所示，每個DVD包括一個視頻管理器26和一個視頻字幕集(VTS)28。VTS包括視頻字幕集信息(VTSI)27、可選的用于菜單的視頻對象集29、一個或多個包括實際的字幕內(nèi)容的用于字幕的VOBS 30、和VTSI備份31。每個VOBS 30包括多個視頻對象(VOB)32。每個視頻對象32包括多個單元34。每個VOBS 30也包括指向一個或多個單元的指針的集合。以這種方式，VOBS 30數(shù)據(jù)與單元34鏈接在一起，并且指示節(jié)目或單元34以何種次序被播放。在特定的VOBS 30內(nèi)的單元34可以被加標記來以任何期望的次序播放。例如，它們可以被順序或隨機地播放。
每個單元34包括多個視頻對象單元(VOBU)36。在其中常駐有盤的視頻內(nèi)容的每個VOBU 36一般包括0.4到1.0秒的顯現(xiàn)材料。每個VOBU精確地以一個導航包(NV_PCK)38開始，并且可以包括一個或多個音頻包(A_PCK)40、一個或多個視頻包(V_PCK)41和一個或多個副圖像(SP_PCK)42。另外，每個VOBU 36標稱地包括一個圖像組(GOP)。
改變以非順次幀結構格式記錄的視頻顯現(xiàn)的重放速度按照本發(fā)明的方案，用戶可以改變已經(jīng)被記錄到存儲介質(zhì)上的順次幀視頻的重放速度。如果用戶期望編輯所記錄的視頻以產(chǎn)生慢動作視頻，則一個或多個圖像可以被插入到視頻中以產(chǎn)生這樣的效果。被改變的視頻可以隨后被記錄到存儲介質(zhì)上由原始視頻先前占用的同一空間中。如果用戶期望創(chuàng)建快進視頻，則可以從記錄的視頻去除一個或多個圖像。與慢動作編輯處理類似，所述視頻可以被記錄在原始視頻的介質(zhì)空間。在上述的任何一種處理中，被編輯的視頻可以被重新編碼以產(chǎn)生較高質(zhì)量的重放和特技模式操作。
下面是在MPEG視頻流中的傳統(tǒng)GOP結構，其包含顯示次序的非順次幀，它可以有助于說明本發(fā)明的方案B0B1I2B3B4P5B6B7P8B9B10P11B12B13P14經(jīng)驗顯示在每個內(nèi)部(I)或預測(P)幀之間放置兩個雙向預測(B)幀效果很好。因此，通常使用如圖所示的傳統(tǒng)GOP結構。本領域內(nèi)的技術人員將明白其他的GOP結構也普遍的被使用，并且可以將其當作傳統(tǒng)的。
在上述傳統(tǒng)的GOP結構中所示的幀是非順次幀，并且以粗體印刷來指示它們作為非順次幀的狀態(tài)。當兩個分離的隔行掃描場圖像被組合以形成完整的圖像時產(chǎn)生非順次幀。上面所示的非順次幀實際包括兩個隔行掃描場。如下面將要描述的，存在當期望將非順次幀劃分為它們的相關聯(lián)的隔行掃描場時的特定實例。為了從幀中區(qū)分場圖像，場圖像將以正常的印刷來顯示。
下面是包括場圖像的傳統(tǒng)GOP結構的示例B0TB0BB1TB1BI2TI2BB3TB3BB4TB4BP5TP5BB6TB6BB7TB7BP8TP8BB9TB9BB10TB10BP11TP11BB12TB12BB13TB13BP14TP14B如圖所示，具有下標“T”的圖像表示前場(top field)圖像，并且具有下標“B”的圖像表示后場(bottom field)圖像。
所選擇來圖解本發(fā)明的方案的GOP結構僅僅是可以用于實踐本發(fā)明的GOP結構的示例，因為本發(fā)明不限于任何特定類型的GOP結構。事實上，本發(fā)明可以適用于被設計用于編碼僅僅P幀和I幀的那些MPEG編碼器或限于編碼僅僅I幀的那些編碼器。
參見圖3A，流程圖300圖解了如何可以對包括非順次幀的視頻執(zhí)行慢動作編輯。圖3B-3G圖解了這個慢動作編輯處理的示例。具體的，圖3B-3G演示如何可以改變一個單個傳統(tǒng)GOP以產(chǎn)生一半的重放速度；但是，應當注意，本發(fā)明不限于此，因為視頻的任何部分可以被改變?yōu)橐员日Ｖ胤潘俣嚷娜魏嗡俣葋碇胤拧?br> 在圖3A的步驟310開始，器件100可以開始從存儲介質(zhì)讀取數(shù)據(jù)。在步驟312，圖1的解復用器176可以從非視頻分量分離被記錄的視頻信號的視頻分量，并且可以丟棄非視頻分量。所述非視頻分量的示例包括多個A_PCK 40和多個SP_PCK 42。但是，NV_PCK 38可以留在所編輯的視頻信號中，因為按照DVD標準，每個VOBU 36需要具有一個NV_PCK 38。接著可以由分組視頻解碼器178解碼構成視頻信號的圖像，并且可以隨后將其傳送到分組視頻編碼器14，如步驟3 14所示。圖3B示出了包括當其被提供給分組視頻編碼器144時的非順次幀的傳統(tǒng)GOP的形式。
再次參見圖3A，在步驟316中在視頻信號中的每個幀可以被重新編碼為其相關聯(lián)的場圖像。這個處理的一個示例被示出在圖3C中，其中下標“T”表示前場圖像，并且下標“B”表示后場圖像。這些場圖像被以正常的字體示出，與圖3B中以粗體示出的幀相區(qū)別。
同樣如圖3C所示，在視頻信號中的一個或多個I幀可以被重新編碼為一個I場圖像和一個P場圖像。獨立的場圖像將包括比完整的幀少的信息(大約少50％)。將每個I幀重新編碼為兩個I場圖像不是必然降低必須被存儲在存儲介質(zhì)上的信息量；但是，將每個I幀重新編碼為I場圖像和P場圖像有助于降低需要被存儲在存儲介質(zhì)上的信息量，因為一個P場圖像比I場圖像需要的存儲空間要少。但是，應當注意，本發(fā)明不限于此，因為I幀可以被重新編碼為任何其他適合的格式。
除了I幀之外，一個或多個非I幀可以被重新編碼為I和P場圖像。向視頻流添加圖像可能產(chǎn)生形成新的GOP以存儲所增加的圖像的需要。因而，這些新的GOP的每個需要一個參考幀或場，由其來構造和顯示剩余的非內(nèi)幀。將非I幀重新編碼為I和P場圖像可以保證任何新的GOP將具有必要的參考幀或場以顯示剩余的非內(nèi)幀。圖3C中也示出了一個示例，因為幀P8可以被重新編碼為場圖像I8TP8B。但是，應當注意圖3C僅僅是一個示例，因為任何其他適合的幀可以被重新編碼來作為參考圖像。
在圖3A的步驟318，一個或多個偽場圖像可以被插入視頻信號中。將在被編輯的視頻中的非順次幀重新編碼為場圖像可以允許在步驟318中在視頻中插入偽場圖像。圖3D示出了插入偽場圖像的示例。偽場圖像是僅僅是特定的I場或非I場圖像的重復的MPEG圖像。但是，值得注意的是，偽場圖像的離散余弦變換(DCT)系數(shù)和運動向量一般被設置為0。因此，偽場圖像需要在存儲介質(zhì)上的很小的存儲空間。一般，偽圖像已經(jīng)是壓縮的格式，因此不必在被記錄到存儲介質(zhì)上之前被重新編碼；但是，本發(fā)明不限于這個方面。
在一個方案中。偽場圖像可以放置在被改變的視頻信號中的每個場圖像的前面或后面；但是，本發(fā)明不限于此，因為偽圖像可以被插入到視頻信號中的任何位置。被插入到視頻信號中的偽圖像的數(shù)量依賴于所選擇的慢動作速度。例如，一個單個偽場圖像可以被插入到包括每個I場圖像的視頻信號中的每個場圖像的前面或后面，以便產(chǎn)生作為正常的重放速度的一半的重放速度。圖3D是這個處理的一個示例。更慢的重放速度需要插入更大量的偽圖像。
雖然這些偽場圖像可以被插入到所編輯的視頻中的任何位置，但是在一個方案中，偽場圖像可以被戰(zhàn)略地插入以幫助控制被稱為振動圖像的運動人為效果。即，作為前場圖像的偽場圖像可以被順序地布置。例如，如果期望的重放是正常重放的1/3，則兩個偽前場圖像可以被插入到被復制的前場圖像的前面或后面。另外，原始的前場圖像可以被布置在偽前場圖像之間。類似地，這個處理可以用于后場圖像復制。圖3E示出了這個程序的一個示例。以這種方式插入偽場圖像可以使得特定的場圖像和它們的相關聯(lián)的偽場圖像能夠依序被顯示。這可以有助于消除振動圖像的問題，它有時發(fā)生在以特技模式顯示隔行掃描的圖像的時候。
返回參見圖3E，在重放期間，由于前場圖像的依序插入，因此可以連續(xù)地顯示前場P1T和它的兩個偽場圖像P1Td1、P1Td2。同樣，后場P1B和它的相關聯(lián)的偽場圖像P1Bd1、P1Bd2也可以連續(xù)地被顯示。如果一個運動物體在前場P1T中，則它可以在偽場圖像P1Td1、P1Td2的同一位置。如果在這些前場之間插入后場，則移動物體將在顯示器上顯現(xiàn)為前后跳動，因為移動物體位于后場中的不同區(qū)域中。因此，如果非順次幀未被重新編碼為它們的相關聯(lián)的場圖像，則前場和后場不能連續(xù)地被編組，如圖3E所示。結果，原始的前場和后場和偽前場和偽后場將以交替的方式被顯示，這將在被編輯的視頻的播放期間產(chǎn)生振動人為效果。
在如圖3D所示偽圖像被放置在視頻信號中之后，GOP可以被劃分為兩個或多個新的GOP，如圖3F所示和圖3A中的步驟320中所示。期望將視頻信號劃分為兩個或更多的新GOP，因為在被編輯的視頻的部分中的圖像的數(shù)量由于偽圖像的增加而增加，并且工業(yè)標準將一個GOP可以包含的場的數(shù)量限制為36。這等同于每個GOP最大有18個幀。盡管多達36個場或18個幀可被放置在原始GOP或新創(chuàng)建GOP的任何一個中，但如果需要的話，一個等數(shù)量的圖像最好被放置在每個GOP中以使每個GOP能經(jīng)歷進一步處理，以便與傳統(tǒng)GOP結構保持一致。圖3F表示該結果的一個例子。
現(xiàn)在新的GOP可被記錄在存儲介質(zhì)上，如步驟322所示。依照本發(fā)明方案，被編輯的視頻可以放置在原始視頻先前占據(jù)的同樣位置。這是因為被放置在視頻中的任何偽場圖像由于不包含任何編碼圖像信息而只需要非常小的存儲空間。而且，可以使用存儲介質(zhì)上以往用于存儲被刪除的非視頻信息的的空間來提供將這些場圖像適配到原始空間所需要的任何存儲空間。
但是，在一個方案中，如果在存儲介質(zhì)上沒有足夠的空間來將被編輯的視頻適配到原始的記錄位置，則可以解碼和隨后重新編碼在被編輯的視頻中的一定數(shù)量的場圖像，以降低它們的圖像分辨率。這樣的處理可以減少圖像所需要的存儲空間的數(shù)量。在一個替代方案中，可以在視頻被放置在存儲介質(zhì)上時降低視頻信號的比特率。雖然降低比特率會導致?lián)p失一些視頻數(shù)據(jù)和相應地降低圖像分辨率，但是這樣的處理可以降低在媒介上用于記錄修改的視頻序列所需要的物理空間的數(shù)量，并且因此允許被編輯的視頻信號適配在原始的記錄位置。
在一個替代實施例中，一旦已經(jīng)增加了偽圖像，則可以將一個或多個包括被編輯的視頻的GOP重新編碼來匹配包括上述被再現(xiàn)的場圖像的傳統(tǒng)GOP結構。將新的GOP重新編碼為傳統(tǒng)的GOP結構可以產(chǎn)生更流暢的重放，并且可以改善特技模式性能。如此，在GOP中的多個場圖像可以被解碼和隨后重新編碼為傳統(tǒng)的GOP格式。作為一個示例，參見圖3F和3G，GOP1的場圖像B0T、B0Td、B0B和B0Bd不必被解碼和隨后重新編碼，因為傳統(tǒng)的GOP一般以兩個B幀或四個B場開始。繼續(xù)這個示例，但是場圖像B1T和B1Td可以被解碼和重新編碼為場圖像I1T和P1T。這些場圖像可以現(xiàn)在作為GOP1的參考幀。這個處理可以繼續(xù)直到GOP1和GOP2的結構匹配傳統(tǒng)的結構，如圖3G所示。但是，應當注意，上述的討論僅僅是一個示例，因為任何其他的適合序列可以用于將被編輯的視頻中的一個或多個GOP重新編碼為傳統(tǒng)的GOP。
在另一個方案中，取代增加偽場圖像，可以向被編輯的視頻增加一個或多個重復場圖像以產(chǎn)生慢動作重放?；蛘撸梢韵虮痪庉嫷囊曨l增加偽場和重復場圖像的組合以產(chǎn)生慢動作重放。重復場圖像是未壓縮的圖像，它是它的父場圖像的復制品。增加重復場圖像需要與插入偽場圖像的處理類似的處理。但是，一個值得注意的區(qū)別是重復場圖像需要在被記錄到存儲介質(zhì)上之前被編碼。
參見圖4A，流程圖400圖解了如何對于在非順次掃描格式下建立的視頻執(zhí)行快運動編輯的兩種方式。圖4B-4F圖解了被應用到兩個GOP以產(chǎn)生雙倍速度重播的這些快運動編輯處理的每個的示例；但是，應當注意，本發(fā)明不限于此，因為視頻的任何部分可以被改變?yōu)橐钥煊谡Ｖ胤潘俣鹊娜魏嗡俣葋碇胤?。在步驟410，器件100可以開始從存儲介質(zhì)讀出數(shù)據(jù)。在步驟412，圖1的解復用器可以從諸如A_PCK 40和SP_PCK 42的非視頻分量分離被記錄的視頻信號的視頻分量。隨后可以丟棄非視頻分量。與圖3A的慢動作處理類似，NV_PCK 38可留在被編輯的視頻信號中。圖4B示出了呈現(xiàn)到分組視頻編碼器144時的兩種傳統(tǒng)GOP的形式。
如步驟414中所示，如果被編輯的視頻將不經(jīng)歷重新編碼的步驟以使每個被編輯的GOP與傳統(tǒng)的GOP結構一致，則可以從視頻信號中去除B幀。這個處理被示出在圖4A的步驟416和圖4C中。參見圖4C，所去除的B幀可以分布在整個GOP上，而不是在包括連續(xù)的B幀的長的組中。以這種方式來去除B幀是優(yōu)選的，因為它將產(chǎn)生更流暢的重放和特技模式性能。作為一個示例，在圖4C中，幀B0和B1可以被去除，然后在刪除幀B4、B6和B7之前可以保留幀B3。其后，可以保留幀B9，并且可以繼續(xù)刪除處理。但是，應當注意，圖4C所示的示例不意欲將本發(fā)明限定于這個特定的刪除序列，因為可以使用任何其他適合的刪除序列。
從視頻信號刪除的圖像的總數(shù)量依賴于所選擇的快速動作速度。例如，為了產(chǎn)生正常重放速度兩倍的重放速度，可以從視頻信號中刪除在每個GOP中包括的圖像的一半。這是在圖4C中實現(xiàn)的結果。在圖4A的步驟418，器件100可以確定去除B幀對于產(chǎn)生所期望的快進重放速度是否是足夠的。如果不是，則器件100可以開始從視頻去除P幀，如步驟420中所示。像在B幀去除的情況中一樣，被刪除的P幀最好分布在整個GOP上。
一旦已經(jīng)刪除了適當數(shù)量的圖像，則按照步驟422和如圖4C所示，來自被編輯的GOP的剩余圖像可以被合并以填充在被編輯的視頻信號中包括的一個或多個GOP。這些圖像可以隨后被記錄到存儲介質(zhì)上，如圖4A中的步驟424所示。與慢動作編輯處理相反，快進編輯視頻可以容易地適合它的原始介質(zhì)空間，因為已經(jīng)從視頻刪除了一個或多個圖像。在一個方案中，偽數(shù)據(jù)可以隨后被記錄在剩余的存儲介質(zhì)空間上，如步驟426所示。這個處理可以防止錄像機顯示原始視頻的片斷，這些片斷仍然保留在存儲介質(zhì)上未接收到被編輯的視頻的那個部分上。作為一個示例，位于剩余空間中的原始視頻的V_PCK 41中存在的流ID可以被修改，以指示器件100這個視頻應當被忽略。一旦修改了流的ID，則現(xiàn)在被考慮為偽數(shù)據(jù)的視頻可以隨后被記錄回存儲介質(zhì)上其原始位置。但是，應當注意，本發(fā)明不限于這個特定的示例，因為可以使用其他公知的技術來使得器件100忽略由編輯處理剩余的原始介質(zhì)空間中的任何剩余原始視頻。
返回步驟414，如果要重新編碼被編輯的GOP以匹配傳統(tǒng)GOP的結構，則可以按照步驟415來解碼在視頻中的非順次幀。在步驟417，可以從被編輯的視頻信號去除幀。因為包括這些圖像的GOP將被重新編碼以匹配傳統(tǒng)的GOP——其一個示例被示出在圖4D中，因此從視頻信號中刪除哪些圖像是無關的；但是，類似于前面討論的快進編輯處理，被丟棄的非順次幀最好分布在整體GOP上以產(chǎn)生較流暢的重放。被刪除的圖像的數(shù)量可以基于所希望的快進重放速度。圖4E圖解了被應用到圖4D的兩個GOP以產(chǎn)生雙倍的重放速度的這個處理。但是，應當注意，圖4E所示的示例不意欲將本發(fā)明限制到這個特定的刪除序列，因為也可以使用任何其他適合的刪除序列以創(chuàng)建希望的重建速度。
在圖4A的步驟419，剩余圖像可被合并，并且這些圖像隨后被重新編碼以匹配包含非順次幀的傳統(tǒng)GOP的結構，如圖4A的步驟421和圖4F所示。但是，應當注意，圖4F所示的示例不意欲將本發(fā)明限制到這個特定的重新編碼序列，因為也可以使用任何其他適合的重新編碼序列。在步驟423，一旦已經(jīng)重新編碼了圖像，則圖像可以被記錄到存儲介質(zhì)中由原始視頻先前占用的空間。另外，偽數(shù)據(jù)可以隨后被插入到任何剩余的存儲介質(zhì)空間，如先前關于步驟426所描述的。
圖5A示出了圖解另一種方案的流程圖500，在該方案中可以對于非順次視頻執(zhí)行快進編輯。圖5B-5E圖解了被應用到兩個GOP以產(chǎn)生雙倍速度的重放的這個特定的快動作編輯處理的示例；但是，應當注意，本發(fā)明不限于這個示例，因為按照這個特定的方案，可以將視頻的任何部分改變?yōu)橐钥煊谡Ｖ胤潘俣鹊娜魏嗡俣葋碇胤拧Ｅc流程圖400類似，在圖5A的步驟510中，器件100可以開始從存儲介質(zhì)讀取數(shù)據(jù)。在步驟512，圖1的解復用器176可以從非視頻分量中分離被記錄的視頻信號的視頻分量。除了任何導航數(shù)據(jù)之外的非視頻分量可以隨后被丟棄。接著，構成視頻信號的圖像可以被分組視頻解碼器178解碼，并且可以隨后被傳送到分組視頻編碼器144，如步驟514所示。圖5B圖解了當進入視頻編碼器144時的兩種GOP。
但是，在這個方案中，可以根據(jù)所期望的快進重放速度從視頻信號刪除多個場圖像，如圖5A的步驟516中所示。圖5C圖解了這樣的處理，其中所期望的重放速度是正常重放速度的兩倍。如圖所示，已經(jīng)從包括視頻信號的每個幀去除了一個場圖像。但是，應當注意，圖5C僅僅是一個示例，因為可以實現(xiàn)任何其他的重放速度，并且可以使用任何其他適當?shù)膭h除序列來實現(xiàn)特定的速度。而且，最好在應用時以非順序的方式刪除場圖像。
如圖5A的步驟518和圖5D所示，可以隨后合并剩余的場圖像。在圖5A的步驟520和如圖5E所示，這些場圖像可以被重新編碼以匹配包括場圖像的傳統(tǒng)GOP的結構。所述場圖像可以隨后被記錄到存儲介質(zhì)中由原始視頻先前占用的空間中，如步驟522所示。類似于流程圖400中所述的處理，可以在任何剩余的空間中插入偽數(shù)據(jù)，如步驟524所示。雖然可以去除場圖像的任何組合以產(chǎn)生期望的重放速度，但是如圖5B-5E所示去除場圖像將產(chǎn)生較流暢的重放以及改進的特技模式性能。
權利要求
1.在可重寫的存儲介質(zhì)中，一種用于改變所選擇的視頻段的重放速度的方法，所述視頻段具有非順次的幀結構，它已經(jīng)被記錄在存儲介質(zhì)的一部分上，所述方法包括步驟關于改變的重放速度來修改所選擇的視頻段；在所述介質(zhì)的所述部分上專門地記錄被修改的視頻段。
2.按照權利要求1的方法，還包括步驟在所選擇的視頻段中刪除多個非視頻包以便降低在修改的視頻段中包括的數(shù)據(jù)量。
3.按照權利要求1的方法，還包括步驟降低在被修改的視頻段中包括的至少一個幀的分辨率。
4.按照權利要求1的方法，還包括步驟在所述記錄步驟期間，降低被修改的視頻段的比特率。
5.按照權利要求1的方法，其中所述視頻段包括內(nèi)部和非內(nèi)部幀，并且所述修改可以包括步驟解碼所述內(nèi)部和非內(nèi)部幀；將所述內(nèi)部和非內(nèi)部幀重新編碼為它們相關聯(lián)的場圖像；和向所述選擇的視頻段中插入由偽圖像和重復場圖像組成的組中的至少一個。
6.按照權利要求5的方法，其中被插入到所述選擇的視頻段中的所述偽場圖像和所述重復場圖像的數(shù)量是基于所述被改變的重放速度的。
7.按照權利要求6的方法，還包括步驟選擇性地解碼和重新編碼用于傳統(tǒng)的放置所述偽場圖像、所述重復場圖像和所述相關聯(lián)的場圖像的被修改的視頻段。
8.按照權利要求1的方法，其中所述視頻段包括內(nèi)部和非內(nèi)部幀，并且所述修改包括步驟從由所述內(nèi)部和非內(nèi)部幀組成的組中去除至少一個幀。
9.按照權利要求1的方法，其中所述視頻段包括內(nèi)部和非內(nèi)部幀，并且所述修改可以包括步驟解碼所述內(nèi)部和非內(nèi)部幀；并且從所述內(nèi)部和非內(nèi)部幀的至少一個中去除至少一個場圖像。
10.一種用于改變所選擇的視頻段的重放速度的系統(tǒng)，所述視頻段記錄在可重寫的存儲介質(zhì)上，并具有非順次幀結構，所述系統(tǒng)包括存儲介質(zhì)電路，用于選擇性地讀取已經(jīng)被記錄在可重寫存儲介質(zhì)的一部分上的視頻段；視頻處理器，用于關于改變的重放速度來修改所述選擇的視頻段；視頻記錄器電路，用于在所述存儲介質(zhì)的所述部分上專門地記錄被修改的視頻段。
11.按照權利要求10的系統(tǒng)，其中所述視頻處理器刪除在所述選擇的視頻段中的多個非視頻包，以便減少在所述修改的視頻段中包括的數(shù)據(jù)量。
12.按照權利要求10的系統(tǒng)，其中所述視頻處理器降低在所述被修改的視頻段中包括的至少一個幀的分辨率。
13.按照權利要求10的系統(tǒng)，其中所述視頻處理器在所述記錄步驟期間降低所述被修改的視頻段的比特率。
14.按照權利要求10的方法，其中所述視頻段包括內(nèi)部和非內(nèi)部幀，并且所述視頻處理器解碼所述內(nèi)部和非內(nèi)部幀；將所述內(nèi)部和非內(nèi)部幀重新編碼為它們相關聯(lián)的場圖像；和向所述選擇的視頻段中插入由偽圖像和重復場圖像組成的組中的至少一個。
15.按照權利要求14的系統(tǒng)，其中被插入到所選擇的視頻段中的偽圖像和重復圖像的數(shù)量是基于所述被改變的重放速度的。
16.按照權利要求15的系統(tǒng)，其中所述視頻處理器選擇性地解碼和重新編碼用于傳統(tǒng)的放置所述偽場圖像、所述重復場圖像和所述相關聯(lián)的場圖像的視頻段。
17.按照權利要求10的系統(tǒng)，其中所述視頻段包括內(nèi)部和非內(nèi)部幀，并且所述視頻處理器從包括所述內(nèi)部和非內(nèi)部幀的組中去除至少一個幀。
18.按照權利要求14的系統(tǒng)，其中所述視頻段包括內(nèi)部和非內(nèi)部幀，并且所述視頻處理器解碼所述內(nèi)部和非內(nèi)部幀；并且從所述內(nèi)部和非內(nèi)部幀的至少一個去除至少一個場圖像。
全文摘要
本發(fā)明包括一種用于改變所選擇的視頻段的重放速度的系統(tǒng)和方法，所述視頻段具有非順次的幀結構，它已經(jīng)被記錄在存儲介質(zhì)的一部分上。可以關于改變的重放速度來修改所選擇的視頻段，并且可以在存儲介質(zhì)的一部分上專門地記錄被修改的視頻段?？梢栽谒x擇的視頻段中刪除多個非視頻包以便降低在修改的視頻段中包括的數(shù)據(jù)量?？梢酝ㄟ^解碼在視頻段中的幀、將這樣的幀重新編碼為它們相關聯(lián)的場圖像和增加至少一個場圖像來修改視頻段。或者，可以通過去除在視頻段中包含的至少一個幀或場圖像來修改視頻段。在任何一種方案中，視頻段可以被重新編碼以產(chǎn)生較流暢的特技模式和重放性能。
文檔編號G11B27/034GK1516978SQ02812246
公開日2004年7月28日 申請日期2002年6月17日 優(yōu)先權日2001年6月18日
發(fā)明者林書, 謝健磊, 馬克·A·舒爾茨, A 舒爾茨, 書 林 申請人:湯姆森特許公司